Studie: Opteron-Server effizienter als Xeons mit Fully-Buffered-DIMMs
AMD verweist auf eine Untersuchung einer Beratungsfirma, nach der Server mit Intels Quad-Core-Xeons zwar etwas schneller arbeiten als etwa gleich teure Quad-Core-Opteron-Systeme, aber mehr Leistung aufnehmen.
Voller Stolz weist eine Pressemeldung der Firma AMD auf eine kostenlos zugängliche Studie der Beratungsfirma Neal Nelson & Associates (NNA) hin, die einem Server mit aktuellen Quad-Core-Opterons höhere Energieeffizienz bescheinigt als einer ungefähr gleich teuren Maschine mit Quad-Core-Xeons der 65-Nanometer-Generation von Intel.
Laut NNA sind die Xeon-Prozessoren für sich genommen im Vergleich zu den Opterons relativ sparsam; die höhere Leistungsaufnahme der Xeon-Systeme sei vor allem auf den Einsatz von Fully-Buffered-DIMMs als Hauptspeicher zurückzuführen. Die Opterons nutzen deutlich sparsamere Registered DIMMs (DDR2-RDIMMs).
NNA hat ein eigenes Test-Szenario vermessen, das sich stark von der vom Industriegremium SPEC entwickelten Benchmark-Suite SPECpower unterscheidet: Beim NNA-Benchmark arbeiten die Server als Apache-2-Webserver unter (SuSE-)Linux und mit einer MySQL-Datenbank. Mehrere Rechner im Netzwerk emulieren dabei Zugriffe von bis zu 500 Nutzern. Je mehr Nutzer zugreifen, umso stärker werden die Server belastet. Ab einer gewissen Zahl von Nutzern können die Server die Datenbank nicht mehr vollständig im RAM puffern, dann erfolgen immer häufiger Zugriffe auf die Festplatten und der Durchsatz (in Transaktionen pro Sekunde) sinkt.
Zunächst hat NNA die maximale Zahl der Transaktionen pro Sekunde ermittelt, die die Server mit unterschiedlichen Prozessoren erledigen konnten; dabei lagen fast immer die Xeon-Systeme leicht vorne. Dann hat aber NNA auch die Leistungsaufnahme der verschiedenen Konfigurationen vermessen, während sie jeweils die gleiche Zahl an Transaktionen pro Sekunde bedienten. Dabei waren die Opteron-Systeme effizienter, weil ihre Leistungsaufnahme um zwischen 1,2 und 41,2 Prozent niedriger lag als bei den Xeon-Servern; unter Volllast (und mit weniger Speicherriegeln pro Maschine) lagen die AMD- und Intel-Systeme jeweils näher beieinander als im Leerlauf (und mit mehr DIMMs).
Die Ausstattung der zum Vergleich herangezogenen Server war möglichst ähnlich gewählt; je ein 700-Watt-Netzteil von Supermicro (Ablecom) versorgte die Mainboards von Asus (KFSN4-DRE für zwei Opterons, Chipsatz nForce Professional 2200) und Supermicro (X7DBE+ für Xeons, Chipsatz 5000P). Als Prozessoren kamen jeweils ein oder zwei (der zurzeit im deutschen Einzelhandel nicht erhältlichen) Opteron 2350 (2,0 GHz, 75 Watt ACP, K10/Barcelona) sowie Xeon E5335 (2,0 GHz, FSB1333, 80 Watt TDP, Clovertown) beziehungsweise Xeon E5345 (2,33 GHz, sonst wie E5335) zum Einsatz. NNA hat für Betriebssystem und Datenbank jeweils eigene Festplatten eingesetzt, aber jeweils nur ein Laufwerk und dabei ältere 160-GByte-SATA-Modelle von Western Digital (Caviar RE WD1600YD) eingebaut.
NNA baute jeweils gleich viele Speichermodule in beide Server ein, nämlich 1-GByte-DIMMs mit DDR2-667-Chips (PC2-5300R beziehungsweise PC2-5300F). Während vier (beziehungsweise acht) zusätzliche DDR2-RDIMMs die Leerlauf-Leistungsaufnahme der Opteron-Maschine bloß um 4 Watt (bzw. 9,6 Watt) steigerten, also um etwa 1 Watt pro Modul, sorgte jedes zusätzliche FB-DIMM für eine um rund 8 bis 9 Watt höhere Leistungsaufnahme des Servers aus dem Stromnetz. Der Einsatz von 16 statt 4 FB-DIMM in der 2-CPU-Konfiguration sorgte also für fast 100 Watt mehr Verbrauch (295 statt 196 Watt im Leerlauf, 333 statt 242 Watt unter hoher Rechenlast).
Vor allem die vergleichsweise hohe Leistungsaufnahme im Leerlauf drückt die Effizienz der Xeon-Maschinen in der Praxis, wo laut Neal Nelson "viele Server zu 80 Prozent ihrer Betriebsdauer" unbelastet arbeiten. Unter Volllast liegen die Konfigurationen mit jeweils vier DIMMs und zwei Prozessoren (Opteron 2350/Xeon E5345) nämlich fast gleichauf, die Opteron-Maschine schluckt dann 239 Watt, das Xeon-System 242 Watt.
NNA will in der Zukunft ähnliche Vergleiche auch mit 2- und 4-GByte-DIMMs durchführen; zurzeit ist es bei der Bestückung von Xeon-Servern mit viel RAM jedenfalls ratsam, möglichst wenige Module (aber wegen des Vierkanal-Speichercontrollers mindestens vier) einzubauen.
Außer Acht gelassen hat NNA auch die bereits lieferbaren 45-nm-Xeons, die sparsamer sind als ihre 65-nm-Vorgänger. Außerdem gibt es mittlerweile auch einige FB-DIMMs, deren Advanced Memory Buffers (AMB-Chips) etwas weniger Leistung benötigen; dazu gehören einige Module der schnelleren Taktfrequenzklasse PC2-6400F (DDR2-800), die etwa Apple im neuen Mac Pro zusammen mit dem Chipsatz 5400 und FSB1600-Xeons einsetzt. Zudem tauchen allmählich die ersten Xeon-Boards mit dem Chipsatz 5100 (San Clemente) auf, der zwar nur zwei Speicherkanäle ansteuert, die aber für DDR2-RDIMMs ausgelegt sind. Und wenn es um höchste Energieeffizienz geht, wäre auch noch der Vergleich der 55-Watt-ACP-(HE-)Versionen der neuen Barcelona-Opterons mit LV-Xeons interessant. (ciw)
